CN212677142U - 一种电容式触摸方向盘开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种电容式触摸方向盘开关，包括电容触摸模块和通信模块，所述电容触摸模块包括相互连接的方向盘左侧部、方向盘右侧部，所述方向盘左侧部、方向盘右侧部上分别设有若干功能按键，所述方向盘左侧部设有通信模块。通过触摸及模式切换确保不同模式下的按键功能稳定；方向盘左右两侧通过IIC通信，减少左右侧连线线束，不受按键数量限制；手指和手套操作通过LIN通信控制。

Description

一种电容式触摸方向盘开关

技术领域

本实用新型属于汽车方向盘开关的技术领域，具体涉及一种电容式触摸方向盘开关。

背景技术

随着科学技术地发展，应用于方向盘开关的新型技术也逐渐增加。传统的方向盘开关，大都是机械按键，用户通过手指用力按压不同按键实现对应功能的实现。但随着智能化的发展，依靠用户手指压力打开的开关，在行驶过程中会分散驾驶员注意力，不利于驾驶员正常行车安全，按压式按键的便捷性也相对较差。

发明内容

基于提高用户操作的快速性及驾驶过程中操作的安全性需求，本实用新型提供一种电容式触摸方向盘开关，解决传统机械按键使用便捷性差、不能快速进行车辆功能的打开或关闭的问题，能兼容手指和手套操作，具有操作多样性，更符合用户不同状态下的使用需求。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电容式触摸方向盘开关，包括电容触摸模块和通信模块，所述电容触摸模块包括相互连接的方向盘左侧部、方向盘右侧部，所述方向盘左侧部、方向盘右侧部上分别设有若干功能按键，所述方向盘左侧部设有通信模块。

进一步的，所述方向盘左侧部和方向盘右侧部都包括了MCU主控芯片、FPC触摸膜两个部件，所述MCU主控芯片与FPC触摸膜连接，所述功能按键设于所述FPC触摸膜上。

进一步的，方向盘左侧部的MCU主控芯片U1与方向盘右侧部的MCU主控芯片U2通过IIC通信， MCU主控芯片U1与MCU主控芯片U2之间的连接线外接一上拉电阻。

更进一步的，所述上拉电阻采用4.7K。

进一步的，所述每个功能按键采用一个电容触摸传感器。

进一步的，所述通信模块采用LIN通信模块。

更进一步的，所述LIN通信模块采用TJA1028T型号的外部LIN收发器。

进一步的，还包括方向盘组件，所述方向盘组件包括面板、调光板、按钮座、连接杆、壳体、防水橡胶、PCB线路板、底座、装饰条、装饰条面板及连接线束，所述面板与FPC触摸膜真空贴合后与调光板、按钮座依次装配，所述按钮座与连接杆卡接后与壳体装配,壳体与防水橡胶、PCB线路板、底座、装饰条依次装配，连接线束与PCB线路板焊接，装饰条与装饰条面板热铆装配。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：电容式开关，用户轻触按键表面就能实现控制，手指无需施加压力，操作便捷性及使用安全性更高，采用LIN通信进行手指模式、手套模式的切换，能满足手指和手套的稳定操作。

附图说明

图1是电容式触摸方向盘开关的功能信号传输的框图；

图2是电容式触摸方向盘开关的上表面的结构示意图；

图3是方向盘左侧部、方向盘右侧部的表面示意图；

图4是电容式触摸方向盘开关的分解图；

图5 是电容式触摸方向盘开关的电路图；

图 6是按键开关电路实现的逻辑过程图。

图4中：1面板，2FPC触摸膜，3调光板，4按钮座，5连接杆，6壳体，7防水橡胶，8PCB线路板，9底座，10装饰条面板，11装饰条，12连接线束。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明，使得本技术方案更加清楚、明白。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

本实施例公开了一种电容式触摸方向盘开关，如图1-4所示，包括电容触摸模块和通信模块，电容触摸模块包括对称设置在方向盘的左右两侧的方向盘左侧部、方向盘右侧部，且两者通过线束电连接；在所述方向盘左侧部、方向盘右侧部上分别设有若干功能按键，每个功能按键采用一个电容触摸传感器，功能按键用于实现车辆的一些功能控制（如图3中所示的电话接通按键、挂断按键、声音调节键等），所述方向盘左侧部设有通信模块，该通信模块用于与外部通信。图2表面的字符区域就是功能按键，均为电容触摸传感器。

本实施例中方向盘左侧部或方向盘右侧部都含有MCU主控芯片、FPC触摸膜两个部件，所述MCU主控芯片与FPC触摸膜连接，所述功能按键设于所述FPC触摸膜上。具体的，如图5所示的开关电路图，方向盘左侧部的MCU主控芯片U1与方向盘右侧部的MCU主控芯片U2通过IIC通信， MCU主控芯片U1与MCU主控芯片U2之间的两通信连接线束都外接一上拉电阻。即电阻R4、电阻R5，其阻值大小为4.7K。

本实施例的方向盘左侧部、方向盘右侧部通过IIC通信，外围硬件仅需两个上拉电阻即电阻R4和电阻R5，有效减少硬件成本。左右互连线束的数量固定，不受按键数量的影响。方向盘左侧部通过IIC通信控制方向盘右侧部的模式切换。

方向盘左侧部的通信模块采用LIN通信模块，优选采用TJA1028T型号的外部LIN收发器。

FPC触摸膜通过FPC连接器与MCU主控芯片的触摸端口进行连接。通信模块与外部的车载中控系统通信通过外部接插端子进行线束连接。

用户可以通过汽车内的中控按键或者中控屏幕去触发手指或手套模式切换。通过LIN通信，将对应的模式控制信号发给电容式触摸方向盘开关。方向盘左侧开关接收到信号后更新两项任务：①根据模式信号调整对应模式下的触摸相关参数，以确保在不同情景下的操作有效且不会出现按键误操作现象。②方向盘左侧部 (IIC主机)发送模式切换指令至方向盘右侧开关(IIC从机)，方向盘右侧部在接收到模式切换指令后对本侧开关的触摸模式进行切换。

本实用新型由电容触摸模块电路(即图5所示电路)通过FPC触摸膜构成硬件上的方向盘触摸的具体结构，方向盘左侧通过IIC通信实现对方向盘右侧开关的控制及数据信号获取，通过LIN通信模块实现与车辆其他系统如车载中控系统的通信，构成完整的兼容手指和手套操作的电容触摸方向盘开关。

本实施例的开关的电容触摸是利用的电容感应原理，本方向盘采用自电容感应。总感应电压Cs=Cp+Cf，其中Cp为传感器寄生电容，Cf为手指电容。当未触摸时，Cs=Cp;当手指触摸传感器表面时会引入手指电容，结果Cs=Cp+Cf,使总感应电容变大。当带上手套后，手套厚度增加了手指与触摸传感器之间的距离d，Cf与距离d成反比，因此戴上手套后Cf增量会变小，总感应电容会变小，会影响戴手套后的操作。通过选择手套模式，更改传感器相关参数，使在带手套后还能正常识别用户的触摸。（手套厚度定义:厚约4mm,适中约2mm，薄约0.8mm）。手指与手套模式切换通过操作车载中控，然后通过LIN通信接收到模式的信号进而进行相应模式的切换。当方向盘左侧开关通过LIN通信接收到用户切换模式信号后，执行两个任务：1.根据模式信号调整自身传感器参数；2.通过IIC将模式信号传输至方向盘右侧开关。

本开关还包括方向盘组件，所述方向盘组件包括面板1、调光板3、按钮座4、连接杆5、壳体6、防水橡胶7、PCB线路板8、底座9、装饰条11、装饰条面板10及连接线束12，所述面板1与FPC触摸膜2真空贴合后与调光板3、按钮座4依次装配，所述按钮座4与连接杆5卡接后与壳体6装配,壳体6与防水橡胶7、PCB线路板8、底座9、装饰条11依次装配，连接线束12与PCB线路板8焊接，装饰条11与装饰条面板10热铆装配。其中面板1、调光板3、按钮座4、连接杆5、壳体6、防水橡胶7、PCB线路板8、底座9为两套，对称设置。电容触摸模块电路设于PCB线路板上。

以上为本实用新型的优选实施方式，并不限定本实用新型的保护范围，对于本领域技术人员根据本实用新型的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本实用新型的保护范围之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，包括电容触摸模块和通信模块，所述电容触摸模块包括相互连接的方向盘左侧部、方向盘右侧部，所述方向盘左侧部、方向盘右侧部上分别设有若干功能按键，所述方向盘左侧部设有通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，所述方向盘左侧部和方向盘右侧部都包括了MCU主控芯片、FPC触摸膜两个部件，所述MCU主控芯片与FPC触摸膜连接，所述功能按键设于所述FPC触摸膜上。

3.根据权利要求2所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，方向盘左侧部的MCU主控芯片U1与方向盘右侧部的MCU主控芯片U2通过IIC通信，MCU主控芯片U1与MCU主控芯片U2之间的连接线外接一上拉电阻。

4.根据权利要求3所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，所述上拉电阻采用4.7K。

5.根据权利要求1所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，所述每个功能按键采用一个电容触摸传感器。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，所述通信模块采用LIN通信模块。

7.根据权利要求6所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，所述LIN通信模块采用TJA1028T型号的外部LIN收发器。

8.根据权利要求1所述的一种电容式触摸方向盘开关，其特征在于，还包括方向盘组件，所述方向盘组件包括面板、调光板、按钮座、连接杆、壳体、防水橡胶、PCB线路板、底座、装饰条、装饰条面板及连接线束，所述面板与FPC触摸膜真空贴合后与调光板、按钮座依次装配，所述按钮座与连接杆卡接后与壳体装配，壳体与防水橡胶、PCB线路板、底座、装饰条依次装配，连接线束与PCB线路板焊接，装饰条与装饰条面板热铆装配。

Images